[發明專利]一種利用液化天然氣冷能除霧制冰的裝置與方法

有效

• 申請號: 201310127664.X
• 申請日: 2013-04-12
• 公開（公告）號: CN103234318A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 徐文東;張輝;彭國輝;石磊;李敬江;劉銘炎;張青
• 申請（專利權）人: 廣州華豐能源科技有限公司;潮州港華燃氣有限公司
• 主分類號: F25C1/00
• 分類號: F25C1/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及制冰技術，特別是涉及一種利用液化天然氣冷能除霧制冰的裝置與方法。

背景技術

天然氣是清潔、優質、高效的能源，目前各國都在大力發展天然氣，以替代短缺的石油資源。目前，全球LNG貿易量超過1×10⁸t，并在繼續增長。在LNG接收站，一般都將LNG通過氣化器氣化后使用，氣化時會放出很大的冷能，其值為830kJ/kg。若能將該LNG冷能有效回收利用，可以節省能源、減少LNG汽化過程污染、降低下游市場供氣價格，提高天然氣的經濟效益。目前全世界在11個國家和地區有38個LNG接收站在運行，其中日本有23個。現在的LNG冷能利用方式為冷能發電、空氣分離、冷凍倉庫、液化二氧化碳、低溫粉碎和污水處理等。

中國發明專利CN101913604A則公開了一種利用液化天然氣冷能的干冰生產裝置及其方法，該方法符合低碳經濟的趨勢，使制冷設備的負荷大為減少，電耗也降低為傳統的液化工藝的30％～40％，但同樣存在系統復雜，能量利用效率低的問題。

LNG冷能發電是LNG冷能利用中較成熟的工藝，中國發明專利CN101505122A公開了一種利用LNG冷能的溫差發電模塊及其制備方法，該方法采用全靜態的熱電材料溫差發電方式，使用方便，在LNG冷能溫差發電方向頗具前景，但該方法設備投資較高，熱電轉化效率和冷能利用率有待明確。中國專利CN101245956A將天然氣壓力能用于膨脹發電、液化天然氣自身重質組分（比如C₂，C₃等）以及將壓力能轉換成冷能作進一步應用。該發明以較低的運行成本將壓力能轉換成冷能，通過冷媒供調壓站周邊的冷庫、冷水空調、廢舊橡膠深冷粉碎等冷量用戶使用，或制成冰塊、干冰產品外運銷售等，從而取得巨大經濟效益，提高能源利用效率。

中國發明專利CN201110242169.4則公開了一種液化天然氣冷能用于制冰的方法及裝置及其方法，該方法LNG冷能利用率高，制冰時外加制冷動力源，節約能耗；工藝流程簡單，操作方便，控制彈性較大；設備投入小，易于運行和維護，撬裝化有利于不同衛星站之間的靈活利用，減少投資風險。

一方面，LNG氣化過程中，產生大量冷霧，降低空氣的能見度，不僅影響氣站工作人員的正常作業，而且會對周邊的環境造成巨大的影響。從視覺上,雖霧呈白色,但科學家采集的霧水樣品是呈墨水狀的黑色,其成分對人體健康十分有害。霧多也會給某些農作物帶來大面積的病，潮濕多霧也不利于人的健康,其中危害最大的是現代交通,當大霧發生在機場時,飛機就不能起降；發生在江河湖海或高速公路時,就會影響輪船或汽車正常行駛,甚至會導致交通事故。除影響交通外,霧還能造成供電系統故障并會加重大氣污染程度。因此,如何采用正確的方法來進行LNG氣站消霧就顯得十分重要。

另一方面，如果LNG氣化站的氣化量受到限制，設備得不到合理利用，將導致LNG冷能梯級利用會有設備成本高昂，維護運行費用高，實際難于取得良好經濟效益，甚至難于收回投資。而將LNG用于制冰和除霧，溫度匹配都比較合適，操作比較靈活可控，不僅有比較好的經濟性，而且可以減少LNG氣化站的冷污染。

發明內容

本發明提供一種液化天然氣冷能制冰除霧工藝及裝置，用于氣站制冰及除霧。當氣量充足的時候，通過控制排出制冰機的水量、冷媒的流量及天然氣出口的溫度，達到除霧的目的；當氣量不足的時候，控制天然氣出口溫度，將LNG氣化過程中的冷能用于制冰。

本發明將液化天然氣液化過程中的冷能傳給冷媒1，然后冷媒1又將冷能傳遞給冷媒2，冷媒2進入制冰機，當天然氣氣化高峰時，為降低LNG氣化站冷霧污染，需將LNG氣化過程中的冷能迅速轉化或帶走，將冷水迅速排出制冰機；當天然氣氣化低谷時，將LNG氣化過程中的冷能全部用于制冰。這樣生產的冰正好滿足周邊冰需要用戶，不至于生產過剩造成浪費，同時降低LNG氣化站內冷霧的濃度，消除了冷污染。

本發明目的通過以下技術方案來實現：

一種液化天然氣冷能制冰除霧的裝置，包括液化天然氣儲罐、第一換熱器、第二換熱器、氣化器、液相低溫冷媒儲罐、氣相冷媒儲罐、乙二醇儲罐、制冰機、第一離心泵和第二離心泵；液化天然氣儲罐通過管道與第一換熱器連接，第一換熱器通過管道氣化器連接；第一換熱器還分別與液相低溫冷媒儲罐和氣相冷媒儲罐連接；液相低溫冷媒儲罐與第一離心泵連接，第一離心泵通過管道與第二換熱器，第二換熱器通過管道與氣相冷媒儲罐連接；第二換熱器還通過管道分別與制冰機和第二離心泵連接，第二離心泵與乙二醇儲罐連接，乙二醇儲罐與制冰機連接，制冰機連接自來水管道。